Цэнтральны працэсар (CPU) - складаная, але важная частка абсталявання. Гэта «мозг» кампутарнай сістэмы і адказвае за розныя задачы, якія кампутар выконвае. Падчас выканання гэтых задач ён робіць шмат вылічэнняў. Адсюль пытанне; дзе ЦП захоўвае свае вылічэнні?

ЦП выкарыстоўвае рэгістры для захоўвання ўсіх сваіх вылічэнняў. Рэгістры - гэта часовая памяць, падобная на кэш працэсара і аператыўную памяць (RAM). Але рэгістры значна меншыя і хутчэйшыя.

Існуюць розныя рэгістры працэсара, у тым ліку рэгістры даных, адрасоў і статусаў. Кожны тып выкарыстоўваецца для розных мэтаў. Напрыклад, рэгістры даных дапамагаюць захоўваць лікавыя даныя; рэестры стану ўтрымліваюць праўдзівыя значэнні і г.д.

Ніжэй у нас ёсць падрабязнае асвятленне гэтага і іншага. Такім чынам, працягвайце чытаць, каб даведацца больш пра гэтыя вобласці захоўвання дадзеных ЦП, як яны працуюць і розныя даступныя тыпы.

Дзе ЦП захоўвае свае вылічэнні?

ЦП захоўвае свае вылічэнні ў унікальныя тыпы часовай памяці, вядомыя як рэгістры. Ён выкарыстоўвае рэгістры таму што больш эфектыўна захоўвае даныя там чым у кэшы працэсара ці нават аператыўнай памяці .

Рэгістры з'яўляюцца часткай архітэктуры працэсара, і вы не можаце змяніць (дадаць або выдаліць) іх. Яны складаюцца з невялікай колькасці звышхуткага сховішча, якое можа быцьдаступны выпадковым чынам. Некаторыя рэгістры толькі для чытання або толькі для запісу па пэўных прычынах.

Гэтыя часовыя тыпы памяці не з'яўляюцца часткай асноўнай памяці (RAM), але часам ім прысвойваецца адрас памяці. Працэсар вашага кампутара бярэ даныя з іншых больш значных тыпаў памяці. Затым ён загружае яго ў рэестры для вылічэнняў і захавання . Пасля апрацоўкі даныя звычайна захоўваюцца ў аператыўнай памяці (сістэмнай памяці), каб стварыць месца для новых аналізаў.

Рэгістры і іерархія памяці

Ці чулі вы раней пра тэрмін іерархія памяці ? Ну, гэта звычайна выкарыстоўваецца ў камп'ютарнай архітэктуры для апісання розных тыпаў памяці і таго, як яны працуюць. Жорсткія дыскі, напрыклад, з'яўляюцца больш павольнымі і вялікімі тыпамі памяці і размешчаны ўнізе іерархічна. Рэгістры ЦП - гэта самы хуткі (парадак часу доступу) і самы маленькі тып памяці. Такім чынам, яны размяшчаюцца на вяршыні піраміды, за якой ідзе кэш працэсара .

Рэгістры працэсара маюць розныя памеры . Памер рэгістравай памяці вызначаецца колькасцю біт, якую яна можа ўтрымліваць. Напрыклад, найбольш распаўсюджанымі памерамі рэгістраў з'яўляюцца 8-бітны (што азначае 8 біт ), 12-бітны , 16-біт , 32-біт і 64-біт . Рэгістры часам могуць працаваць у розных рэжымах, гэта значыць, што 32-бітны рэгістр можа быць падзелены на 8-бітныя памеры 4 разы . Гэта дазваляе захоўваць розныя даныя адначасова.

Кэш працэсара і рэгістры з'яўляюцца важнымі кампанентамі, якія нельга ігнараваць. Яны патрэбныя працэсару, каб разумна і з максімальнай эфектыўнасцю выконваць свае задачы. Калі б кэша не існавала, працэсары павінны былі б загружаць дадзеныя з аператыўнай памяці, што робіць кампутары вельмі павольнымі.

Як працуюць рэгістры працэсара?

Мы згадвалі, што рэгістры бываюць розных тыпаў (падрабязнасці глядзіце ніжэй) для розных мэтаў. Яны часта захоўваюць даныя або адрасы, якія дапамагаюць знайсці даныя, якія захоўваюцца ў іншым месцы сістэмы. Дадзеныя звычайна захоўваюцца ў кэшы ЦП або аператыўнай памяці.

Напрыклад, індэксныя рэгістры ў сваіх арыфметычных задачах утрымліваюць адрасы, якія дазваляюць ЦП знаходзіць неабходныя даныя . Індэксныя рэгістры гуляюць важную ролю ў павышэнні эфектыўнасці працэсара . Яны значна зніжаюць выкарыстанне памяці і паскараюць хуткасць выканання працэсара.

Тыпы рэестраў

Калі вы не ведалі, існуе мноства розных тыпаў рэестраў. І ўсе яны працуюць, каб дапамагчы працэсару выконваць яго розныя аперацыі. Колькасць і тыпы рэгістраў цэнтральнага працэсара залежаць ад яго архітэктуры . Некаторыя выконваюць больш важныя ролі, чым іншыя.

Мы згадалі некаторыя з гэтых рэгістраў працэсара ніжэй, каб даць вам агульнае ўяўленне пра тое, як яны працуюць. Паглядзіце!

• ПастаяннаяРэгістры – Яны захоўваюць значэнні толькі для чытання .
• Адрасныя рэгістры – захоўваюць адрасы даных , якія дапамагаюць ЦП у пошуку даных у аператыўнай памяці.
• Рэгістр даных – Яны захоўваюць лікавыя даныя , якія выкарыстоўваюцца для арыфметычных задач.
• Рэгістры стану – Утрымліваюць значэнне праўды , якое дапамагае працэсару вызначыць, ці варта яму выконваць інструкцыю.
• Вектарны рэестр – яны ўтрымліваюць даныя для вектарнай апрацоўкі .
• Рэгістры інструкцый – захоўваюць інструкцыі , якія працэсар выконвае ў дадзены момант.

Ёсць некалькі іншых тыпаў рэгістраў; вы можаце ўбачыць поўны спіс тут. Усе гэтыя рэгістры гарманічна працуюць з працэсарам, каб зрабіць працу вашага кампутара эфектыўнай, хуткай і 100% паспяховай.

Выснова

Дзе ЦП захоўвае свае вылічэнні? Мы даведаліся, што працэсар выкарыстоўвае рэгістры для захоўвання сваіх вылічэнняў. Рэгістры - гэта спецыяльныя віды часовай памяці. Гэта самыя маленькія і хуткія тыпы памяці ў кампутарных сістэмах.

Рэгістры знаходзяцца на вяршыні піраміды ў іерархіі памяці кампутарнай архітэктуры. Наступны на чарзе - кэш ЦП . Абодва гуляюць важную ролю ў забеспячэнні эфектыўнасці і хуткасці працэсара пры выкананні задач.

Мы таксама даведаліся, што існуе вельмі шмат тыпаў рэестраў. Кожны тып прызначаны для пэўнай мэты. Такім чынам,мы спадзяемся, што вы зможаце з камфортам адказаць на пытанне вышэй зараз і ў будучыні.